Optional用法与争议点

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简介

要说Java中什么异常最容易出现，我想NullPointerException一定当仁不让，为了解决这种null值判断问题，Java8中提供了一个新的工具类Optional，用于提示程序员注意null值，并在特定场景中简化代码逻辑。

比如下面一段取深层属性值的代码：

Order order = getOrderById(orderId);
String userCode = "";
if(order != null){
    if(order.getUser() != null){
        if(order.getUser().getUserCode() != null){
            userCode = order.getUser().getUserCode().toUpperCase();
        }
    }
}

这种场景还比较常见，但深层嵌套的if判断，让代码阅读者压力倍增。

看看用Optional后的写法，如下：

Order order = getOrderById(orderId);
String userCode = Optional.ofNullable(order)
    .map(Order::getUser)
    .map(User::getUserCode)
    .map(String::toUpperCase)
    .orElse("")

链式调用的写法，让代码可读性增强了不少，不用判断null，是因为Optional在内部已经做了null值判断了！那我们来看看Optional都有哪些用法吧。

创建Optional

ofNullable()方法
创建一个Optional，传入的值可以是null或不是null。

of()方法
得到一个Optional，明确知道传入的值不是null时用这个，如果传null会报错NullPointerExcepiton。
其实值不为null一般是没必要使用Optional的，这个应该是用于特殊场景，比如方法返回值必须是一个Optional。

empty()方法
得到一个空的Optional，一般也用于返回值必须是Optional的场景。

判空

ifPresent()方法
判断是否有值，注意，这个方法虽然看起来挺好用的，但它不太应该是使用Optional时第一个使用的方法，如下：

if(opt.ifPresent())｛
    ...
｝
if(obj != null) {
    ...
}

这两个代码除了写法不一样，对于代码可读性方面没有根本区别！

取值

get()方法
获取Optional的值，当没有值时会抛出一个NoSuchElementException异常。

同样的，它也不太应该是使用Optional时的第一个使用的方法，因为抛NoSuchElementException与抛NullPointerException并没有太大区别。

orElse方法
没有值时会返回指定的值。

String name = nameOpt.orElse("");

orElseGet方法
同上，不过参数变成了一个提供默认值的lambda函数，这用在取指定值需要一定代价的场景，如下：

BigDecimal amount = amountOpt.orElseGet(() -> calcDefaultAmount());

orElseThrow方法
没有值时抛出一个指定的异常，如下：

Optional userOpt = getUser(userId);
User user = userOpt.orElseThrow(() -> new NullPointerException("userId:" + userId));

可能会有人疑问，你还是抛出了一个NPE异常，和不使用Optional有啥区别？区别是这个NPE异常会告诉你哪个userId查不到数据，方便定位问题，而jvm抛出的NPE是没有这个信息的。

函数式处理

ifPresent(Consumer consumer)方法
这个方法和ifPresent()方法不一样，这个方法代表如果Optional有值时，就执行传入的lambda函数，如下：

userOpt.ifPresent((user) -> System.out.printf("%s\n", user.toString()));

filter方法
这个方法用于过滤Optional中的值，若Optional有值，且值满足过滤函数，则返回此Optional，否则返回空Optional。

String name = nameOpt.filter(StringUtils::isNotBlank).orElse("");

map方法
这个方法用于转换值，在最前面已经展示过了，若Optional有值，执行map中的lambda函数转换值，如下：

Order order = getOrderById(orderId);
String userCode = Optional.ofNullable(order)
    .map(Order::getUser)
    .map(User::getUserCode)
    .map(String::toUpperCase)
    .orElse("")

Optional还提供了一个flatMap方法，与map方法的区别是，传给flatMap的lambda函数，这个lambda函数的返回值需要是Optional。

Optional争议点

其实到底该不该用Optional，业界还是有不少争议的，一方面是Optional能强迫开发者处理null值，但另一方面是Optional又非常容易滥用，特别是一些开发者拿到Optional之后就直接调用get()或ifPresent()方法，这样几乎没解决任何问题，还加重了编码负担。

因此，我的建议是，在你不知道该不该使用Optional的场景，那就先别用。

下面是一些使用Optional的场景参考，如下：

1. Optional一般用于返回值
   Optional大多用于返回值，不推荐用在成员变量或方法参数中。
2. Optional本身不判null
   永远都不要给Optional赋值null，也不要判断Optional本身是否为null，这是因为Optional本来就是解决null的，再引入null就没意思了，这应该成为业界共识。
3. 集合不使用Optional
   因为集合有Collections.emptyList()等更好的处理方法了，没必要再使用Optional。
4. 函数式处理值
   从上面的用法介绍中就能发现，Optional提供了很多lambda函数式处理的方法，如filter、map等，这些是使用Optional时比较推荐使用的，因为Optional能帮你自动处理null值情况，避免NPE异常。
5. 多层属性获取
   前面举过这个代码样例，我觉得这是Optional使用收益最明显的一个场景。
6. 不返回null胜过返回Optional
   返回Optional给调用方，会强制调用方处理null情况，会给调用方增加一些的编码负担，特别是复用度很高的函数。
   但如果调用方大多数情况下都不期望获取到null，那应该实现一个这样的方法，要么返回值，要么异常，如下：

/**
 * 查询订单，要么返回订单，要么异常
 */
public Order getOrderByIdOrExcept(Long orderId){
    Order order = orderMapper.getOrderById(orderId);
    if(order == null){
        throw new BizException("根据单号" + orderId + "未查询到订单！");
    }
    return order;
}

/**
 * 查询订单，值可能为null
 */
public Optional getOrderById(Long orderId){
    Order order = orderMapper.getOrderById(orderId);
    return Optional.ofNullable(order);
}

由于后面处理代码依赖订单数据，获取不到订单数据，代码也没法往下走，所以在大多数情况下，选择使用getOrderByIdOrExcept方法更好，即避免了NPE，又避免了增加编码负担！

总结

Optional能解决一些问题，但因为容易滥用而争议很大，因为Optional将null的处理交给调用方了，但大多数情况下，调用方也没办法处理这个null情况，还不如让JVM抛一个NPE异常中止执行，因为如果你用ifPresent的话，还更容易造成逻辑bug导致执行了不该执行的代码。

这和Java的受检查异常是一样的，强制要求调用方处理异常，但又有多少场景的异常是调用方可以处理的呢？这导致开发人员经常滥用catch，对异常处理一把梭了，最后发现catch后面还有一些本不该被执行的代码执行了。